Il buco nero a portata di telescopio!

Basta avere un telescopio da 20 centimetri per osservare l'attività di un buco nero comodamente da casa.
La scoperta arriva da un team giapponese dell'Università di Kyoto, guidato da Mariko Kimura, che è riuscito a studiare nel visibile un buco nero in un sistema binario.

"Ora sappiamo che possiamo fare osservazioni ottiche nel visibile, in altre parole, che i buchi neri possono essere osservati senza telescopi tecnologici a raggi X o gamma", a detto Kimura.

Il documento, pubblicato sulla rivista Nature, fa riferimento ai buchi neri ospitati dai sistemi binari dove il buco nero è legato gravitazionalmente ad una stella, alla quale sottrae materia.
Questi sono generalmente circondati da un disco di accrescimento dove si accumula il materiale strappato alla compagna che, precipitando all'interno, viene scaldato a temperature di almeno 10 milioni di gradi Kelvin (circa 10 milioni di gradi Celsius) rilasciando grandi quantità di energia tra cui raggi X.

Lo studio si è concentrato su V404 Cygni, l'esempio di binaria X più vicino alla Terra, a circa 8.000 anni luce di distanza nella costellazione del Cigno, risvegliatosi dopo 26 anni di inattività il 15 giugno 2015. Il satellite Swift della NASA ed Integral dell'ESA avevano monitorato gli incredibili echi di luce a raggi X scaturiti dai flare emessi dal buco nero. Ora, invece, il team giapponese è riuscito ad ottenere altri dati nella gamma del visibile, osservando schemi ripetuti di fluttuazioni, da alcuni minuti ad alcune ore, strettamente correlati all'andamento delle emissioni a raggi X. I raggi ottici sarebbero emessi dalla parte più esterna del disco a sua volta irradiato dal calore emesso dai raggi X nella parte più interna.

V404 Cygni, 23 giugno 2015. L'emissione di luce visibile è continuata per 3.5 ore.
Credit: Michael Richmond/Rochester Institute Of Technology

Repetitive patterns in rapid optical variations in the nearby black-hole binary V404 Cygni [abstract]
How black holes accrete surrounding matter is a fundamental yet unsolved question in astrophysics. It is generally believed that matter is absorbed into black holes via accretion disks, the state of which depends primarily on the mass-accretion rate. When this rate approaches the critical rate (the Eddington limit), thermal instability is supposed to occur in the inner disk, causing repetitive patterns of large-amplitude X-ray variability (oscillations) on timescales of minutes to hours. In fact, such oscillations have been observed only in sources with a high mass-accretion rate, such as GRS 1915+105. These large-amplitude, relatively slow timescale, phenomena are thought to have physical origins distinct from those of X-ray or optical variations with small amplitudes and fast timescales (less than about 10 seconds) often observed in other black-hole binaries-for example, XTE J1118+480 and GX 339−4. Here we report an extensive multi-colour optical photometric data set of V404 Cygni, an X-ray transient source containing a black hole of nine solar masses (and a companion star) at a distance of 2.4 kiloparsecs. Our data show that optical oscillations on timescales of 100 seconds to 2.5 hours can occur at mass-accretion rates more than ten times lower than previously thought. This suggests that the accretion rate is not the critical parameter for inducing inner-disk instabilities. Instead, we propose that a long orbital period is a key condition for these large-amplitude oscillations, because the outer part of the large disk in binaries with long orbital periods will have surface densities too low to maintain sustained mass accretion to the inner part of the disk. The lack of sustained accretion-not the actual rate-would then be the critical factor causing large-amplitude oscillations in long-period systems.